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国际展望特稿:美国空军WC-130气象侦察机

http://jczs.sina.com.cn 2005年04月24日 11:29 《国际展望》杂志
国际展望特稿:美国空军WC-130气象侦察机

美国空军WC-130气象侦察机

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国际展望特稿:美国空军WC-130气象侦察机

美国空军WC-130气象侦察机


美国空军WC-130气象侦察机驾驶舱


美国空军WC-130气象侦察机

    声明:本文为《国际展望》杂志供《舰船知识网络版》独家稿件。未经许可,请勿转载。


 

  WC-130的航迹遍布全球,从东南亚丛林到中欧森林,从南太平洋和加勒比海的岛屿到
遥远的北极圈,从日本、亚速尔群岛、澳大利亚到中东。在进行一些秘密军事任务时还遭受过敌火攻击。对于气象侦察任务来说,没有任何一种飞机可以取代WC-130的地位,大型、稳定、安全、可靠……

  □ 本刊特约撰述 张 慧

  自从1962年美国空军航空气象处(Air Weather Service)接收首架洛克希德WC-130气象侦察机后,航空气象侦察进入了一个新的时代。到目前为止,美国空军和空军后备单位已经先后装备了45架WC-130大力士气象侦察机,其中包括3架WC-130型、17架B型、6架E型、15架H型和10架最新的J型。

  WC-130的航迹遍布全球,从东南亚丛林到中欧森林,从南太平洋和加勒比海的岛屿到遥远的北极圈,从日本、亚速尔群岛、澳大利亚到中东。其最初的主要任务是热带风暴侦察,原理是根据风速和气压预测风暴的走向及强度的增减,虽然也可以从卫星和水面浮标上收集到部分数据,但只有使用飞机才能够为预报飓风提供准确的情报。

  气象侦察单位被骄傲地称为“飓风猎人”,为了收集数据,飓风猎人要冒着生命危险穿越飓风,忍受气旋中倾盆的暴雨和让人肺腑翻腾的湍流,并寻找风眼(台风范围内气压最低、相对平静,四周为大范围眼壁包围的核心部分)。当他们追逐飓风时,会操纵WC-130穿透飓风风眼,在风暴中按斜线飞行169公里。飞到斜线的终点后转向左,借用强大的逆时针风力飞行。经过两次穿梭飞行,飓风中心各方位风力可被测量出来。这是一项乏味辛苦的工作,而且危险重重,作为回报,他们能欣赏到飓风风眼内奇异的平和景色并享受片刻的宁静。除此之外,他们还要执行一些其他次要但费力的任务,例如大气采样、人工降雨、驱雾、冬季风暴侦察、甚至还执行过空投圣诞礼物的任务。飓风猎人的任务困难而危险,在进行一些秘密军事任务时还遭受过敌火攻击,1974年10月12日,第54气象侦察中队的一架WC-130H从克拉克基地起飞在南中国海上空追踪台风“贝丝”时失踪,成为迄今为止唯一损失的WC-130。

  对于气象侦察任务来说,没有任何一种飞机可以取代WC-130的地位,大型、稳定、安全、可靠,这些宝贵的品质在风暴中就成为机组人员生命的唯一保障(注:本文按照装备的时间顺序对WC-130进行排列,而不是按照型号顺序)。

  ◆ WC-130B(62年型)

  自1955年C-130诞生伊始,航空气象处就已觊觎这种新型运输机,这是理想的远程气象侦察飞机,是老旧的WB-29的完美后继机。但好事多磨,1956年空军参谋部决定调拨66架二手B-50给航空气象处用于气象侦察改装。航空气象处有种被欺骗的感觉,他们虽然因成功使用B-29执行大气辐射采样和飓风侦察任务而获得装备更新的高优先级别,但结果也不足以获得全新飞机。

  WB-50在高强度的6年使用后耗尽了剩余寿命,航空气象处最终被允许购买5架全新C-130B,并在工厂进行大气采样设备的改装。这些飞机的序列号为:62-3492-3496,由于航空气象处后来还装备过一批C-130B,序列号以58开头,为了区别开来,这5架飞机也被称为“62年WC-130B”。(注:美国空军飞机序列号前两位表示订购财年,即这5架飞机是1962年拨款购买的,并不是生产年度。)1962年10月至11月间,WC-130B交付加州麦克莱伦(McClellan)空军基地第55气象侦察中队,并且立即投入到太平洋上空昼间大气追踪采样任务上。

  WC-130B的大气采样设备包括:U-1空气收集器,安装在驾驶舱后的货舱两侧。收集器长1.83米,中段最粗处直径0.6米。每个收集器内部有外形类似投币式点唱机的空气过滤装置,过滤介质为安装在金属丝网内的18英寸滤纸芯,滤芯捕捉住空气中的辐射微粒;I-2采样器,安装在右侧U-1收集器下方的机身内,通过机身表面的进气口和排气口持续不断“嗅探”外部空气中有无辐射物质;“P”系统,安装在货舱内的具有4部堆叠式压缩机系统,通过飞机增压调节系统将大量空气压缩入钢罐中供日后分析。所有上述设备通过采样控制台控制,控制台安装在货舱右侧前隔板后,通常由一位空军技术应用中心的技师操作。在冷战中,航空气象处的WB-29、WB-50和WC-130通过大气采样获得了苏联核爆的一手资料。

  1965年5架WC-130B在华纳罗宾斯航材区(WRAMA)被改装成气象侦察型,安装AN/AMR-1空投式探空仪记录系统,用以接受本迪克斯AN/AMT-6空投式探空仪传回的数据。WC-130在风眼和眼壁(风眼外围的环状云区)等预定地区投下探空仪,这种探空仪上带有一顶小降落伞,里面装满了仪器和无线电传送器。探空仪在下降过程中,可以向飞机传送测得的海平面气压以及风暴强度。记录系统将原始数据记录在纸带上,随后由探空仪操作员译成明码,由气象侦察指挥官通过无线电报告给地面站。改装完成后的飞机交付给波多黎各雷美(Ramey)空军基地的第53气象侦察中队。第53中队于同年8月27日操作WC-130B进行了首次飓风穿越。从那时起,第53中队已使用WC-130B、E、H和J型进行了数千次飓风穿越,该中队未损失一架飞机。

  所有的5架WC-130B在1970-71年间根据“寻云”(Seek Cloud)计划接受再次改装(寻云计划的细节将会在后面谈到)。

  5架B型机中的62-3492号机,在1972年被选为卡曼航宇公司先进气象侦察系统(AWRS)的原型机。吸取了1969年飓风“卡米尔”的教训后,空军和商业部决定联合开发一种先进的风暴侦察数据搜集系统。1971年5月,卡曼航宇公司获得700多万美元的合约来研制先进气象侦查系统(AWRS),项目型号AM/AMR-32。在预算超支250万美元后,卡曼公司于1972年初将原型系统安装在了62-3492号机上。该系统安装在货舱右侧前隔板后。但是由于国防部、空军、商业部之间的扯皮致使该项目遭到延误并且最终被取消,于是空军和商业部开始了另一项新项目,并导致改进型气象侦察系统(IWRS)的诞生。

  WC-130B的经典涂装是全机裸露蒙皮,仅在机鼻、上翼面和尾翼处涂有帝高(day-glo)荧光红,并施以彩色机徽。1965年改装之后,这些飞机被重新喷上军事空运司令部标准光泽灰,并漆上了全尺寸机徽,军事空运司令部、航空气象处和中队标志,随后该涂装一直保持至今。

  当1972年航空气象处获得一些HC-130H后,5架最初的B型被“以物易物”重新改回运输型。62-3496在1974年改装,-3493,-3494,和-3495在1976年末完成改装。62-3492由于用于测试AWRS,其WC-130身份一直保持到1979年。

  1985年62-3494与-3492一道被卖给巴基斯坦,1988年8月17日,这架飞机在巴哈瓦尔布尔机场起飞后不久坠毁,机内的巴基斯坦总统齐亚·哈克和一些高级军官共29人罹难。此事件被怀疑是巴基斯坦反政府武装所为,但另一方面这毕竟是一架穿越过飓风的二手飞机。62-3495于1998年被出售给突尼斯,62-3496在1992年8月被卖给土耳其,62-3493在希尔空军基地用于战损训练。

  ◆ WC-130E

  在证明了C-130用于大气采样和气象侦察任务的价值后,1965年航空气象处又申请获得了6架C-130E,其中61-2360、61-2365和61-2366是从战术空军司令部调拨,而64-0552、64-0553和64-0554是新生产的。这些飞机在WRAMA进行了气象侦察改装,安装AN/AMR-1系统。所有6架飞机在1965年交付航空气象处,并在同年配属给关岛安德森空军基地的第54气象侦察中队。1967年前往洛克希德安装大气采样系统,然后回到第54中队继续服役。从1972中期开始,这6架WC-130E轮流在第53、第54、第55和第56中队服役,视各中队任务需求而定。1987年第54中队解散之后,6架WC-130E型重聚在部署在密西西比州基斯勒(Keesler)空军基地的第53中队旗下。

  1989年所有E型再一次接受改装,安装改进型气象侦察系统(IWRS),该系统在经过三年的测试和评估之后已初步具备作战能力。在安装IWRS的同时拆除了大气采样系统,从此WC-130永远失去该项能力。

  1991年第53中队解散,所有6架E型被转移给基斯勒基地空军预备单位的第403战术空运联队第815战术空运中队,组成第815气象侦察小队(曾暂时被称为第920气象侦察大队)。

  1993年,第53气象侦察中队“飓风猎人”中队作为空军预备单位在基斯勒重建,接管第815小队的所有气象侦察任务、人员和飞机。此时由于有新型WC-130H的加入,6架E型被允许退役,封存在亚历桑那州飞机坟场中。

  现在61-2365和61-0552被长荣货运航空购买并待价而沽;61-2360被加州奥克兰西方航宇博物馆获得;61-0553在2001年4月被当作废料出售;61-2366还在飞机坟场等候处理;64-0554正被用于飞机战伤修复训练(ABDR),这意味必须进行一些破坏以便学员学习实践复杂的战伤修理。

  ◆ WC-130A

  很少有航空史学家知道还存在3架WC-130A,这3架原本是要报废的C-130A运输机于1966年末从战术空军司令部借调过来进行“Popeye”行动,任务的意图是要人工降雨以使“胡志明小道”陷入泥泞中。1966年起,先在泰国进行测试,直到掌握中南半岛的大气环境状态后,1967年3月开始在泰国皇家空军乌塔堡基地展开行动。这些飞机由从关岛轮调的第54中队的人员驾驶,利用3架WC-130A飞机,轮番对“胡志明小道”实施人工增雨作业。自此该区域经常突然出现暴雨、山洪爆发、洪水冲断桥梁和毁坏堤坝的现象,其破坏程度并不亚于轰炸。除此之外,第54中队也被要求执行对东南亚各地区的气象侦察,范围广至孟加拉湾。起初北越认为是自然现象,后来才知道这是美国使用气象飞机实施人工增雨的结果。在1971年6月是美军进行人工增雨的最盛时期,大批北越运输车辆陷在泥泞之中,一周之内“胡志明小道”的车辆由原来的9000辆减少至900辆。

  WC-130A后来进行了气象侦察改装,或许是在WRAMA实施,安装了AN/AMR-1系统,没有安装大气采样装置。从1967年6月到1970年末,泰国乌隆基地常驻两架WC-130A,另一架则轮换前往关岛进行维护维修和人员的轮换,后一架A型便常驻关岛执行气象侦察任务。1970末A型被3架58年型的WC-130B取代。造雨任务一直持续到1972年中期,第54中队装备的WC-130B和WC-130E都参加过任务。在重新改装成运输型后,WC-130A被转交给空军预备单位。在它们短暂的越战生涯中,共执行过1435次战斗任务,并据报告至少有一架遭受战损。所有3架A型都涂有标准东南亚迷彩,没有任何类型的单位标记。1973年,56-0519被给予或租借给南越空军,1975年4月30日成为北越战利品,后被废弃在胡志明市新山一机场。56-0522被作为装货教练机,56-0537于1999年1月被拆解。

  ◆ WC-130B(58年型)

  撇下1969年飓风“卡米尔”所造成的生命财产损失不谈,其所带来的积极一面是对国会敲响警钟,结果是气象侦察机队获得800万美元经费,用于获得更多的飞机以及装备的现代化升级。空军将这一计划命名为“寻云”。

  在“寻云”计划下,航空气象处从太平洋空军获得了12架1958财年C-130B,继承了航空气象处使用二手机的传统。这些飞机很旧,且其中一些状态不佳,但是对气象侦察来说二手C-130仍然具有极高价值,是其他机种不可替代的。所有12架飞机于1970-71年间在WRAMA进行气象侦察改装,安装寻云设备组件,所有飞机都没有配备大气采样设备。

  寻云计划中的装备包括:1、AN/APN-42雷达高度表;AN/AMQ-28全温表;AN/AMQ-19探空仪信号接受器和垂直子系统控制台,这些设备都是从退役WB-47上拆卸而来。2、AN/AMQ-29探空仪数据记录系统,也叫做惠普9206A系统,由几个现成的实验设备组成,用于记录和量化探空仪信号接受器的信号。3、惠普9100B桌面可编程计算器。4、AN/AMQ-31探空仪分配室,围绕现有AN/AMT-13无线电探空仪设计。分配器设计很简单,有两个镶嵌套的管子组成,内部上面安装有,底部有电动活门。当探空仪装入时,上半截管子下降并锁定,使内部弹簧紧紧顶住探空仪,当电动活门打开后,探空仪就被弹射出飞机。3、AN/AMQ-34光学露点湿度计。4、巴恩斯工程公司的PRT-5红外海面测温系统。5、3部双通道纸带记录器负责收集风速风向数据、周围露点温度、海面温度、气压高度和雷达高度。

  但这些B型中只有11架进入空军服役,58-0731被分配给一个非军事部门:国家海洋和大气局飓风研究分部(NOAA),民用注册号首先是N-6541C,后改为N-8037,绰号“NOAA方舟”。NOAA方舟在国家海洋和大气局作为飓风研究飞机服役十年之久,1981年重新改为运输型,在1992年退役之前曾先后服役于德克萨斯、俄亥俄和肯塔基空中国民警卫队,退役后卖给了南非。

  其余11架WC-130B中有3架(58-0729,-0742和-0747)分配给关岛第54中队,取代3架WC-130A,剩余8架分配给雷美基地的第53中队。第53中队已在1970年将两架62年型WC-130B转交给第55中队,在接收了8架58年WC-130B之后,第53中队又于1972年将两架62年型WC-130B转交第54中队。

  为了增进WC-130的雷达探测能力,58-0725和62-3495在1972年成为新型前视气象雷达测试机。除此之外58-0725还安装了一部侧视气象雷达样机,侧视雷达安装在前货舱,所以这架飞机在左翼前方的机身表面有尺寸巨大的黑色电介质面板。但测试结果表明这两种雷达性能都不令人满意,而发展另一个新系统的成本让人无法接受,好在C-130的标准搜索雷达经过数年的发展升级,已能胜任气象任务。

  所有58年型WC-130B涂装为军事空运司令部标准光泽灰+彩色机徽。NOAA方舟在国家海洋和大气局服役时的涂装是上白下灰间以蓝条,并标上注册号和NOAA徽记。

  58年型WC-130B的气象侦察生涯很短暂,1973年空军批准使用航天救援与恢复处的15架HC-130H取代所有WC-130B(包括5架62年型)。WC-130B逐步退役进入空中国民警卫队和空军预备单位服役。到1990年代,除了58-0729和58-0740之外,其余被卖到国外。58-0729已被回炉,58-0740在1992年飓风“安德鲁”光临家园空军基地时被严重损坏,机身被保留用于装货训练。

  ◆ WC-130H

  前面提到1972年航天救援与恢复处的15架HC-130H被拨给航空气象处,在这里需要说明一下,虽然这批飞机型号是H型,但实际上是进行过发动机升级的E型。1973年6月到1974年7月间,有11架HC-130H被改装成WC-130H并交付。1975年最后4架也进行了改装。全部WC-130H都按寻云计划的标准改装,且都无大气采样能力。在改装中并没有去掉救援型特有的机背雷达罩,这里面原先安装的是宇宙飞船电动跟踪系统,在WC-130H服役几年才被拆除,另外虽然拆除了所有救援设备,但还是保留了救援型有棱角的机鼻,这里原先安装的是富尔顿回收系统。

  1974年10月12日,WC-130H 65-0965“天鹅38”离开菲律宾克拉克基地执行侦察台风“贝丝”的任务,这架飞机才刚刚完成WC-130H的改装进入第54中队服役。22:00收到最后一次无线电联络,当时他们的位置大约在克拉克西北644公里处,随后就失踪了。事后调查委员会推测当时飞机在返航进行第二次修正时失事,并且十分突然,机组没有发出任何求救信号。当时海况也不太可能水上迫降成功。搜救飞机和两艘水面舰艇进行了4天的搜索后无功而返,机上6名乘员被宣布为失踪。

  1983年,国家海洋和大气局和Tracor公司签约,投资240万美元发展两部改进型气象侦察系统(IWRS),空军也承担一部分费用。WC-130H 65-0968于1985年被选为IWRS测试机,随后进行了长达3年的操作测试和评估,测试通过后所有WC-130都安装了该系统的生产型,现在现役WC-130H仍然使用这一系统。

  IWRS包括:1、大气分布数据系统记录器和用于采集飞行高度气象资料的各种攻角的探针;雷达高度表;气压高度表;环境温度和露点温度传感器;导航数据库,该部分负责“水平”测试。2、奥米伽空投式探风系统(ODWS),探测器空投后可以发送温度、压强、湿度、风速风向等数据,系统收到数据后自动处理成标准格式通过卫星传回国家飓风中心。该部分负责测试“垂直”数据。3、卫星通信系统,与国家飓风中心或其他地面站进行通信。

  随着1997年奥米伽导航网络的停止运行,1998年基于奥米伽导航网络的奥米伽空投式探风系统被国家大气研究中心(NCAR)发展的机载垂直大气探空系统(AVAPS)所代替。这一系统利用更加轻巧的数字式无线电探空仪和GPS进行风暴定位和追踪。探空仪操作员控制台新增一部PC、彩色监视器、新型窄带接受器、GPS处理机、无线电探空仪界面电路。AVAPS还能够同时追踪和记录4个探空仪的信号,这是一个意义重大的进步。1998年所有的WC-130H都安装了AVAPS。

  新型探空仪直径7.62厘米,61厘米长,里面安装着监测仪器。当飞机飞进风暴时,它们从飞机上弹射出来,当探空仪以10米/秒的速度飞经大气层时,就会向WC-130发送一些重要的气象要素信息,比如风速、气压、湿度和温度等。通过探空仪人们就可以精确地了解近风暴中近地面的风速了。每个探空仪造价550美元,一旦当从飞机上弹出后,就不能再回收了,但是这个仪器使得气象学家能够获得宝贵的气象要素资料。

  WC-130H的涂装数年来有很多细微的变化,标准浅灰和彩色机徽仍是标准方案。在未拆除机背个包前,大部分飞机的鼓包被喷成白色。1990年有4架WC-130H被临时改装成运输型进入第815中队服役时,改为绿色“蜥蜴”涂装,1993年重新成为WC-130H后仍维持了“蜥蜴”涂装。现在基斯勒基地的第53中队正混合使用WC-130H和WC-130J,有传言说WC-130H将会改装成HC-130P进入空军特别行动司令部(AFSOC)服役。

  ◆ WC-130J

  1992年8月,飓风“安德鲁”横扫佛罗里达州南部,造成巨大的人员和财产损失,再一次给国会敲响警钟。他们开始觉得有必要加强WC-130机队,尽管此时国防预算在大幅削减,国会还是为10架新型WC-130J(每架大约6000万美元)拨出专款,并委任第53中队使用最新的飞机和装备继续实施气象侦察任务。到2002年,这10架飞机已全部交付。

  这是航空气象处第一次大批量获得全新的C-130。像以往一样,第53中队没有浪费时间,立即使用新机投入工作。1999年11月16日,96-5301在持续14.5小时的一次任务中对飓风“莱尼”进行了14次穿越。WC-130J上的气象侦察系统被称为“a-1”,与多数新系统一样,还要花时间进行缺陷修正。

  根据最新消息,WC-130J雷达出现很多故障,至今还不具备飓风侦察资格。系统同时遇到了螺旋桨分页问题,因此产生了过度震动和导致卫星通讯中断问题。空军对该飞机目前的能力不满意并正与合同商一起解决这一缺陷。空军对WC-130J的APN-241导航和气象雷达不够满意,AN/APN-241雷达对于飞机规避恶劣天气条件非常有效,但问题是当执行在飓风环境内飞行的任务时,雷达不仅需要知道风暴的存在,还需要透过风暴了解其强度,APN-241雷达甚至不具有退役飞机所具有的能力。

  解决方法是对诺斯罗普·格鲁门公司的APN-241雷达进行软件升级并安装更强大的发射机,以便飞机能够在飓风气候条件下飞行,预计要到2006年才能完成修改。

  不管怎样,WC-130J将会是最先进的气象侦察飞机,成为气象侦察机队的中流砥柱并一直服役到2030年。

  ◆ 补遗

  英国空军也将一架C-130K改装为气象侦察机,型号改为大力士W.Mk 2,绰号“史奴比”。其最显著的特征是在机鼻安装了一根5.5米长的仪器探杆,被挤占的雷达天线重新安装进驾驶舱上方的吊舱内。“史奴比”为英国气象办公室服役了29年,从1971年到2001年。其间进行了1800次气象飞行,除了英国气象办公室外,世界各国政府和气象组织也可以使用该机进行研究飞行,其航迹遍布全球。2001年3月31日退役,“史奴比”的最后一次任务是2001年3月28日前往挪威特罗姆瑟监测北极冰盖。

  1960年代中期,阿拉斯加州埃尔门多夫空军基地、西德莱茵-美因空军基地分别是美国空军在太平洋和欧洲地区的核心基地。但是这两个基地经常受寒流影响,被大雾笼罩,严重干扰美国空军的任务部署。

  科学家经过研究发现可以通过播撒干冰促使空气中的水珠结冰沉降到地面来消除大雾。经过实验他们终于找到播撒雾种的最佳方法,驱雾的任务就落在航空气象处的肩上。

  从1966年到1972年,每逢雾季(11月到来年2月中旬),第54中队就进驻埃尔门多夫基地,第53中队则进驻莱茵-美因兹基地。他们的WC-130安装了一台特殊的干冰碾碎机,用来将每块4.5公斤重的干冰碾成粉末。粉末存放在被绳索固定在货舱中的一个绝热箱中,然后通过探空仪投放孔道释放,被机身紊流打散,分布在空气中。干冰使雾气变成雪花洒落,这个方法相当有效,但是代价昂贵。当更经济的驱雾方法被发明以后,航空气象处的驱雾任务也随之结束了。

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